某办公楼悬挑式卸料平台设计计算分析

摘要：悬挑式卸料平台是可在一定工期内用于承载物料，方便施工过程砌筑工程、室内外装修工程卸料的临时性的操作平台，广泛应用于住宅楼、办公楼等民用建筑施工。悬挑式卸料平台使用范围广泛，但搭设不好极容易发生事故。故在搭设悬挑式卸料平台时必须制定专项安全施工方案，对卸料平台的承重进行设计验算。本文结合实际工程对进行设计计算分析。

关键词：卸料平台；参数；数据验算

中图分类号：S611文献标识码： A

前言

本办公楼共23层高度99.80m，总建筑面积 22696 ，东西向长31.8米，南北向宽35.2米，平面呈凸字形，标准层层高4米，外墙主要为玻璃幕墙。根据本工程高层办公楼结构特点及施工图纸，考虑实际施工需要，拟在办公楼西面各从五层开始搭设两个卸料平台，五层以下搭设组装式落地式卸料平台。平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度4.4 m，伸入楼层内1.7m，尾部用压环固定。悬挑水平钢梁间距(平台宽度)2.5 m。悬挑端用2根钢丝绳斜拉固定，另外2根作为辅助，主梁采用16a号槽钢立放，两端次梁采用16a号槽钢立放，中间次梁采用16a号槽钢平放，次梁间距1m。容许承载力均布荷载2kN/m2，最大施工荷载20kN（不含平台自重）。

防护栏杆采用Φ48×3.5mm 钢管设600mm、900mm两道，并用密目安全网封闭严密，设180mm高12mm厚胶合板做挡脚板；平台面用12厚胶合板封闭严密，并与平台固定牢固；在钢梁上层两边预埋两根“Ω”Φ20的钢筋拉环，尽量锚固在框架梁里，或剪力墙柱内。

钢丝绳型号 6×19

脚手板类别 栏杆、覆面木胶合板挡板

主梁型钢型号 16a号槽钢槽钢

次梁型钢型号 16a号槽钢槽钢

面板类型 覆面木胶合板

主要材料参数表料平台平面布置图

型钢悬挑卸料平台设计计算

一、构造参数

卸料平台名称 办公楼卸料平台 卸料平台类型 类型一：主梁垂直建筑外墙

平台长度A(m) 4.4 平台宽度B(m) 2.5

卸料平台与主体结构连接方式 U形钢筋 主梁间距L1(m) 2.5

次梁间距s(m) 1 次梁外伸长度m(m) 0

内侧次梁离墙水平距离a(m) 1.4 外侧钢丝绳离墙水平距离a1(m) 4.2

外侧钢丝绳拉绳点与平台垂直距离h1(m) 3.8 内侧钢丝绳离墙水平距离a2(m) 3.2

内侧钢丝绳上部拉绳点与平台垂直距离h2(m) 3.8 钢丝绳夹个数 3

二、荷载参数

面板自重Gk1(kN/m2) 0.39 次梁自重Gk2(kN/m) 0.1689

主梁自重Gk3(kN/m) 0.1689 栏杆、挡脚板类型 栏杆、覆面木胶合板挡板

栏杆、挡脚板自重Gk4(kN/m) 0.15 安全网设置 设置密目安全网

安全网自重Gk5(kN/m2) 0.01 施工活荷载Qk1(kN/m2) 2

堆放荷载Pk(kN) 5 堆放荷载作用面积S(m2) 2

施工活荷载动力系数 1.3

三、设计简图

型钢悬挑式_卸料平台平面布置图型钢悬挑式_卸料平台侧立面图

节点一

四、面板验算

模板类型 覆面木胶合板 模板厚度t(mm) 18

截面抵抗矩W(cm3) 54 抗弯强度设计值[f](N/mm2) 15

面板受力简图如下：

计算简图(kN)

取单位宽度1m进行验算

q=1.2×Gk1×1+1.4×(1.3×QK1+Pk/S)×1=1.2×0.39×1+1.4×(1.3×2+5/2)×1=7.608kN/m

抗弯验算：Mmax=0.100×q×s2=0.100×7.608×12=0.761kN・m

σ=Mmax/ W=0.761×106/(54×103)=14.089N/mm2

面板强度满足要求！

五、次梁验算

次梁类型 槽钢 次梁型钢型号 16a号槽钢

截面惯性矩Ix(cm4) 866.2 截面抵抗矩Wx (cm3) 108.3

抗弯强度设计值[f](N/mm2) 205 弹性模量E(N/mm2) 206000

次梁内力按以两侧主梁为支承点的简支梁计算：

承载能力极限状态：

q1=(1.2×Gk1+1.4×1.3 ×Qk1)×s+1.2×Gk2=(1.2×0.39+1.4×1.3×2)×1+1.2×0.1689=4.311kN/m

p1=1.4×Pk=1.4×5=7kN

正常使用极限状态：

q2=(Gk1+Qk1)×s+Gk2=(0.39+2)×1+0.1689=2.559kN/m； p2=Pk=5kN

1、抗弯强度

计算简图(kN)

Mmax=q1(L12/8-m2/2)+p1×L1/4=4.311(2.52/8-02/2)+7×2.5/4=7.743kN.m

σ=Mmax/(γxWX)=7.743×106/(1.05×108.3×103)=68.088N/mm2

次梁强度满足要求！

2、挠度验算

计算简图(kN)

νmax=q2L14/(384EIx)(5-24(m/L1)2)+p2L13/(48EIx)=2.56×25004/(384×206000×866.2×104)×(5-24(0/2.5)2)+5×25003/(48×206000×866.2×104)=0.73mm

次梁挠度满足要求！

3、支座反力计算

承载能力极限状态：R1=q1×B/2=4.311×2.5/2=5.388kN

正常使用极限状态：R2=q2×B/2=2.559×2.5/2=3.199kN

六、主梁验算

主梁类型 槽钢 主梁型钢型号 16a号槽钢

截面面积A(cm2) 21.95 截面回转半径ix(cm) 6.28

截面惯性矩Ix(cm4) 866.2 截面抵抗矩Wx (cm3) 108.3

抗弯强度设计值[f](N/mm2) 205 弹性模量E(N/mm2) 206000

根据《建筑施工高处高处作业安全技术规范》（JGJ80-91），主梁内力按照外侧钢丝绳吊点和建筑物上支承点为支座的悬臂简支梁计算（不考虑内侧钢丝绳支点作用）：

承载能力极限状态：q1=1.2×(Gk3+Gk4+Gk5)=1.2×(0.169+0.150+0.010)=0.395kN/m

p1=1.4×Pk/2=1.4×5/2=3.5kN ；R1=5.388kN

正常使用极限状态：q2=Gk3+Gk4+Gk5=0.169+0.150+0.010=0.329kN/m

p2=Pk/2=2.5kN； R2=3.199kN

1、强度验算

R左=13.793KN ； Mmax=13.296kN・m

N=R左/tanα=R左/(h1/a1)= 13.793/(3.800/4.200)=15.245kN

σ=Mmax/(γxWX)+N/A=13.296×106/(1.05×108.300×103)+15.245×103/21.95×102=123.869 N/mm2

主梁强度满足要求！ （计算简图、弯矩图、剪力图略）

2、挠度验算

νmax=8.078mm

主梁挠度满足要求！

3、支座反力计算

R左=13.793KN （剪力图略）

七、钢丝绳验算

钢丝绳型号 6×19 钢丝绳直径 17

钢丝绳的钢丝破断拉力Fg(kN) 167.5 抗拉强度为(N/mm2) 1550

不均匀系数α 0.85 安全系数K 6

T外=R左/sinα=13.793/0.671=20.558kN

[Fg]=aFg/K=0.850×167.500/6.000=23.729kN>T外=20.558kN

钢丝绳强度满足要求！

八、拉环验算

拉环直径d(mm) 20 抗拉强度(N/mm2) 50

节点二花篮螺栓

σ=T外/(2A)=20.558×103/[2×3.14×(20/2)2]=32.736 N/mm2 < [f]= 50N/mm2

拉环强度满足要求！

九、焊缝验算

钢丝绳下节点拉环焊缝厚度he(mm) 8 钢丝绳下节点拉环焊缝长度lw(mm) 120

节点三

σf=T外/(he×lw)=20.558×103/(2×8.000×120.000)=10.707N/mm2

拉环焊缝强度满足要求！

结语：本文通过结合实例对悬挑式卸料平台关键技术的探究，我们在施工过程中基本消除了卸料平台存在的安全隐患，有效的保障了施工现场人员的生命和财产安全，同时也保证了施工生产的顺利进行；通过对悬挑式卸料平台关键技术的探究，在公司内部形成了卸料平台相关节点的统一做法和要求，使卸料平台逐步实现了标准化、定型化和工具化。

编制依据：《建筑施工脚手架实用手册》

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（06年版）

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99

《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

危险性较大的分部分项工程安全管理办法（建质[2009]87号文）

相关施工设计图纸等。